无人机、机(jī)器(qì)人派上大用场 农(nóng)业(yè)“黑科(kē)技”成为青年创业新风(fēng)口
“5年前的梦,今(jīn)天终于得以实现,无人机可(kě)真是(shì)个好帮手啊!”正值春耕(gēng)时节,安(ān)徽省宿州市精松农机服(fú)务合作社理事长(zhǎng)刘睿心情大好,一方面因为小(xiǎo)麦长势喜人(rén),另一方面因为(wéi)工作(zuò)效(xiào)率大大提高了(le)。
他(tā)的(de)“好帮手”是(shì)刚购置的一台大疆T20农业植保无人机(jī)。在今年的小(xiǎo)麦病害防(fáng)治、鱼塘药剂喷洒中,这架无人(rén)机派上了大用场。
“这几天(tiān)在喷预(yù)防小麦赤霉病的(de)药剂,一(yī)天喷洒600-800亩不是问题。这要在(zài)过去(qù),三五(wǔ)天都搞不定。”刘睿告诉记者。
安徽是农业大省,去年(nián)全省粮(liáng)食总产逾405亿公斤(jīn),目(mù)前在田小麦约(yuē)4300万亩。近年来,农业大(dà)户(hù)、合(hé)作社纷纷用上了植保无(wú)人(rén)机、农药(yào)喷洒机器人等“黑科(kē)技”,农业生产技术、设备不断升级,为农业(yè)转型发展提供了先决条(tiáo)件(jiàn)。农业高科技实际(jì)应用效果如何,技(jì)术推广需要什么样的政策扶持,人才(cái)培养如何适应现实需求?带着(zhe)这些(xiē)问题,近(jìn)日,中青报(bào)·中青网记者前往安徽省(shěng)粮(liáng)食主(zhǔ)产(chǎn)区进行了深度调查。
当无人机“遇上”传统农业
农药喷洒是农作物(wù)种植过程中的重要(yào)环(huán)节(jiē)。早些年(nián),都是用电动喷(pēn)雾机器(qì)人工喷药(yào),后来改用喷杆机(jī)器打药,但(dàn)“人走在(zài)田里容易踩麦,机器(qì)也容易压麦,人也有中毒风险”,刘睿他(tā)们很(hěn)为这(zhè)事发愁。
2015年起,刘睿尝试使用无人机播种,但当时无人机飞(fēi)控系统(tǒng)不完善,对(duì)操作者(zhě)专业程度要求高。现在,无人(rén)机可(kě)以自动化导航(háng),播种路径左右偏差在2.5厘米以内,减少了重播、漏播情况,工作效率大(dà)大提高。
“设定好航线后,机(jī)器往返(fǎn)误(wù)差约在(zài)0.5米(mǐ)以内,飞(fēi)一(yī)次20分钟,用来洒农药(yào)能保证不同速度下的药量均(jun1)匀。”刘(liú)睿介绍,使用无人(rén)机(jī)可以节省农药,正(zhèng)好符合国家降低农药用量的(de)要求。
“据我所知,宿(xiǔ)州市内农业合作社共使用(yòng)无人机约200台。随着控制系统更(gèng)加高精度、智能(néng)化,无(wú)人机技术将有更广阔的应用(yòng)空间。”他(tā)补充(chōng)道。
与此同时,在安徽(huī)阜阳市和淮南(nán)市小麦统防统(tǒng)治作(zuò)业现场,安徽七曜航空技术有限公司自主研发的插(chā)拔式植保无人机正在投入紧(jǐn)张的“战斗”。
公司负责人(rén)王(wáng)亚迪给记者算了一笔账:与人工喷药相(xiàng)比,每架(jià)植保无人机(jī)工(gōng)作效率相当(dāng)于60个(gè)劳动力,并(bìng)可(kě)节(jiē)省30%的农药(yào)和90%的水资源,还具有便(biàn)捷高(gāo)效、环境条件适应性广等多种优势。
据了解,2004年起(qǐ),我(wǒ)国开始研究(jiū)和推广植保无人机,进行(háng)产业化(huà)探(tàn)索。近年来,随着无人机设备(bèi)功能、技术、系统(tǒng)升级,植保无人机(jī)逐(zhú)渐普(pǔ)及。有(yǒu)数据显示,我国工(gōng)业无人(rén)机应用场景(jǐng)较多元且广阔(kuò),但应用最多的领域(yù)就是农业植保,应用占(zhàn)比达42%。
青年创业者终于等(děng)来了风口
植保无人机火了起来,围绕(rào)产业链生(shēng)产(chǎn)、研(yán)发的创业者终于“熬出了头”。
“最近,我们还与阜阳、淮南等地的(de)政府部门合作,为农户提供免费无人机(jī)业(yè)务培(péi)训(xùn)。这样的合作越来越多,创业终于迎来(lái)风(fēng)口。”26岁的王亚迪至今难忘(wàng),3年前刚创业时(shí),他到处寻(xún)找客户,两年前才有了(le)第一批业务(wù),去年,业(yè)务逐渐增多,很多农(nóng)户甚至主动要求(qiú)购(gòu)买无人机。
“我们的插拔式植保无人机可随时更换易损件和配件(jiàn),技术熟练的(de)工人,10分钟就完成更换(huàn),避(bì)免因返厂维(wéi)修浪费(fèi)时间,一天服务范围超过500亩。”王亚迪毕业于南昌(chāng)航空大(dà)学,在校期间就瞄准了(le)无(wú)人机市场,毕业后回乡创业,产品(pǐn)推广和销(xiāo)售一度“遇(yù)冷”。“熬(áo)了3年多,现在(zài)公司业务范围终于扩(kuò)展(zhǎn)到摄影测(cè)量、水利监测、农林植(zhí)保等领域”。
淮(huái)北市濉(suī)溪(xī)县淮匠机(jī)械(xiè)设备有限责任公(gōng)司总(zǒng)经理丁言虎也是(shì)感同身受。他先前在(zài)一家矿山企业做机械技术员,2017年(nián),选择无人(rén)机作为创业项目,生(shēng)产、研发、组装无人机(jī),并参(cān)加了淮(huái)北市青年创业大赛。
当时,丁言虎就在田间地头(tóu)人多的地方“摆摊”,但(dàn)是看演示的人多,来咨询有(yǒu)意向购买的人少。丁言虎清楚地记(jì)得他的第一(yī)桶(tǒng)金。那次,一位(wèi)农民提(tí)议划出一小部分(fèn)地,用(yòng)无人机喷药试(shì)试效(xiào)果(guǒ)。结(jié)果,那片(piàn)地的小麦长势喜人,产量也(yě)增加了,第一台无人机就这样卖(mài)出去了。这让丁言虎(hǔ)信心(xīn)大增,也让他坚定(dìng)了(le)自己的(de)创业(yè)之路。
“2017到2018年间,无人机技术快速发展(zhǎn),从手动操(cāo)作到实现全自主飞行,我们趁势做起农业植保无人机销售、售后服务,给农业(yè)大户提供农药喷洒服(fú)务(wù)。”
最近赶上赤霉病防治,作业强度(dù)大,他(tā)的(de)团队往往(wǎng)是连轴(zhóu)转——深(shēn)夜维修、保(bǎo)养飞(fēi)机,白天还(hái)要对农户进行无(wú)人(rén)机培训(xùn),并提供飞机(jī)试飞。
采访过程中(zhōng),很多(duō)从事植保(bǎo)无(wú)人机项(xiàng)目的创业者都表示,除了(le)自(zì)身坚持不懈地(dì)研发和推广,国家相(xiàng)关部门近年来给予(yǔ)的政(zhèng)策支持,也为无(wú)人机推广(guǎng)提供了坚实的后盾。
2017年开始,农业农村部等部门扩大植保无人(rén)机(jī)等农机新产品(pǐn)的购机补(bǔ)贴力度(dù),补贴(tiē)对象为农民(农机)专业合作(zuò)社、植保作业组织等从事植保作业的农业生产(chǎn)经营组(zǔ)织。安(ān)徽省农委对载药(yào)量在10L-15L间的电动多旋(xuán)翼植(zhí)保无人机补贴1.6万元,15L及以上(shàng)的(de)补(bǔ)贴两万元。
目前(qián),丁言虎(hǔ)的公(gōng)司拥有15架(jià)植保无人机,在当地(dì)建起了无人(rén)机(jī)业务合作联(lián)盟(méng),通过平台,和无人(rén)机企业、农业(yè)大户实现资源共享,业务范围(wéi)甚(shèn)至拓展(zhǎn)到千里之外(wài)的新疆。
在丁言虎看(kàn)来,未来要(yào)立足当地(dì)农业发展实情(qíng),成立、打(dǎ)造综(zōng)合性的植保服务(wù)中心,完善(shàn)培训、售后体系,给农(nóng)民提供网格化、精(jīng)细化(huà)、科学化的服务(wù),助力植保无(wú)人机(jī)产(chǎn)业发展(zhǎn)与推广(guǎng)。
要想“飞得”更高,还要突破哪些瓶颈(jǐng)
农业“黑科技”装备旨在实现大规模的田间统一(yī)作业,但是(shì)我(wǒ)国土地分散经营的(de)状况以及复杂的地形,无疑会影响其工作效率,这(zhè)是(shì)摆在创业者面前的现(xiàn)实痛点。
“各个地区地貌地形各有特色,有的地(dì)块毗(pí)邻村(cūn)庄,有(yǒu)的地方障碍物(wù)多。目前市面上无人机(jī)载药量约20公斤,单次(cì)可以飞20亩,如果(guǒ)麦田较为分(fèn)散,就需要无人机有更先进的(de)雷达避障系(xì)统(tǒng)和电池技术(shù),以(yǐ)提(tí)高续航时(shí)间。”丁言虎(hǔ)分析。
安(ān)徽(huī)天路航空科(kē)技(jì)股份有限公(gōng)司董事长门(mén)振宇及其团队深(shēn)耕(gēng)无人机(jī)研发领域15年。在他(tā)看来,目前,植保无人机喷药(yào),一般需要一人操控,一(yī)到两(liǎng)人配合加水(shuǐ)、加药。无人机单机实际(jì)作业(yè)量(liàng)和效率有限(xiàn),在1000亩以内的小范围农田(tián)作业没(méi)问(wèn)题,在(zài)上万亩集约化农(nóng)场就(jiù)会“力不从(cóng)心”,除(chú)非(fēi)多架(jià)飞机同(tóng)时作(zuò)业,但这(zhè)样(yàng)成本高,也(yě)会存在飞行风险(xiǎn)。
“现(xiàn)在(zài)普及使(shǐ)用低残留(liú)农药,这(zhè)就要求快速喷(pēn)洒,不(bú)能耽(dān)搁时(shí)间。因此,迫(pò)切需要提高无(wú)人机(jī)单机作业效(xiào)率(lǜ)和载药体量,突破技术瓶(píng)颈。”他认为,提高无人机自动化、视(shì)觉避障、雷达避障(zhàng)等系统的(de)技(jì)术性能,以(yǐ)及在复杂环境下的(de)飞行技能,这将是未(wèi)来行业发展的突破点和飞跃点(diǎn)。
解决行(háng)业(yè)的痛(tòng)点,离不开全社会的集体“发力(lì)”。安徽(huī)农业大学(xué)工学院院长曹成茂教授指出,未来(lái)用户对农业科技产品的需求不(bú)再(zài)仅仅停(tíng)留(liú)在“能用”的层面,而是向着“好用、实用、智能、舒适”等方向快速升级,用(yòng)户(hù)对品(pǐn)牌、一体化解决方(fāng)案(àn)、企(qǐ)业资质、购买价格会更关注。但眼下,还存在农(nóng)业人工智能机器研发不成熟,农村网络基础设施(shī)薄弱等问题。
曹成茂表示,随着人(rén)工智(zhì)能和物(wù)联网等新技(jì)术在农(nóng)业领域应用与发展,从作(zuò)物(wù)的(de)选种(zhǒng)、耕种、监控,到土壤管理、病虫(chóng)害防治、收割(gē)等环节将全部披上“科技武装”。这需要有关(guān)部门从基础设施、技术供给、产业需求等(děng)多方入(rù)手,全(quán)面促进人工智能(néng)与农业领(lǐng)域的深度融合。
农业“黑科技(jì)”成为青年(nián)创业“热点”
目前我国主(zhǔ)要农作物耕种收的机械化水(shuǐ)平超过70%,农业(yè)技(jì)术(shù)发展(zhǎn)呈(chéng)现自动化与智能化趋势,应用领域也越来越广,如无人驾驶的(de)耕种收机(jī)械、植保机械、粮食干燥机械(xiè)等,这为青年创业(yè)者提供了(le)“广阔天地”。很多“黑(hēi)科技”一旦应(yīng)用在农业场景,立马变得更接“地气”。
正是看到了无人机当前(qián)存在的(de)技术瓶颈,安徽农业(yè)大学2016级学生(shēng)方(fāng)寒月(yuè)将创业的方向(xiàng)从(cóng)“天上(shàng)”转到“地(dì)上”。“相比于无人机作业,机器人常规药箱满载药液可至50公斤,单块锂电(diàn)池续航长达4小时,且(qiě)操作简单,施药喷(pēn)头利(lì)用全新设(shè)计(jì)的压电喷射技(jì)术,有效(xiào)解决(jué)农药雾化不均(jun1)、效果(guǒ)差(chà)等问题。”方寒月(yuè)说。
经过两年多的不懈坚持,方寒月研发的第二代机器人(rén)在界首(shǒu)市天(tiān)润发农场投放运行。近(jìn)日,方寒(hán)月(yuè)所在创业团队(duì)的成果(guǒ)——基于压电驱动(dòng)精准施(shī)药的果园自(zì)主(zhǔ)植保机器人终于(yú)试运行。通过团队自行设计的GPS位置(zhì)采集(jí)装置,对果园区(qū)域范(fàn)围(wéi)内轮廓关键点、起始点和终点位置信息进行标记,并输入果园垄间范围。随后,GPS导(dǎo)航(háng)控制系统(tǒng)进行路径规划,配合图像识别、推杆、压电喷(pēn)头组(zǔ)成的施药系统,机器人施药工作完全自动化。
“最初研发时,时间紧迫、资金短缺,我们几度(dù)想(xiǎng)要放弃。”方(fāng)寒月回忆。第一代机器人在山地丘陵环境下应(yīng)用时发现,底(dǐ)盘的适应能力不(bú)足,为改进底盘,小伙伴们顶着烈日、忍着蚊虫叮(dīng)咬(yǎo),在农(nóng)场内(nèi)调研数(shù)据,“现在看来(lái),这一切都是值得的”。
未来,他们(men)将在导师带领(lǐng)下(xià)进行多梯度的产(chǎn)品(pǐn)层次设计,将无人化植保作业(yè)系(xì)统、人工(gōng)控制植保作业系统、精准施(shī)药系统进行不同(tóng)程度升(shēng)级和(hé)组(zǔ)合(hé)。
像(xiàng)方寒月一样,越来越多(duō)的青年(nián)创(chuàng)业者开(kāi)始聚焦农(nóng)业领域。安徽农(nóng)业(yè)大学团委创新创业指导教师张璐专(zhuān)门对该校大学生涉农创业项(xiàng)目(mù)进行(háng)梳理后发现,“近5年(nián)来,为农业生产(chǎn)注入(rù)科技元素的项目成为创业热点,比如培育新品种、繁育新(xīn)模式(shì)、研发新材料等。这说明越来越(yuè)多的教师、科研人员(yuán)及有想法的大学(xué)生都尝试用更科学的方法来服(fú)务、助力甚至(zhì)颠覆传统农(nóng)业生产方式。”
曹(cáo)成茂教授同样也观察到了这一变(biàn)化(huà)。“农业科技市场,机遇与挑战并存,虽然存在企业原始创新乏力(lì)、自主研(yán)发(fā)能力薄弱等问题,但这也是行业资源整合、飞(fēi)跃发展的好时机。”曹(cáo)成茂(mào)建议,相(xiàng)关部门要完(wán)善(shàn)科技创新体制机制建设,构(gòu)建以(yǐ)大专院校(xiào)为主的知识创新体系(xì),以研究院所和企业为主的技术创新体系,以农机科技服务部门、中(zhōng)介机构(gòu)和农机大户为主(zhǔ)的成果转化与科技服务体系,以质检部(bù)门和企(qǐ)业为(wéi)主的产品(pǐn)质量与技术标准体系,进一(yī)步激活人才资(zī)源,实现(xiàn)技术融合、创新。